目前，世界能源日趋贫乏，节能成为我国经济发展的一项长远战略方针，也是解决当今能源问题的重要途径。空调制冷技术的使用越来越广泛，已成为世界上最主要的能源消耗之一，也是造成近年我国夏季用电瓶颈的最主要因素。蒸发式冷凝器是一种高效节能节水换热设备，研究和应用蒸发冷却技术将带来巨大的经济和社会效益。本文利用数值模拟、实验研究与实际工程应用相结合的方法，研究了栅板蒸发式冷凝器中气液流动和传热传质的特性，并探讨了其在中央空调系统的节能应用。论文主要做了以下几方面的研究：　　 （1）借助FLUENT软件建立栅板内、外流体流动的计算模型，研究栅板进、出口位置对栅板内流体速度场、压力场和温度场的影响；同时搭建栅板可视化研究实验平台，研究栅板结构、喷淋水量、空气流速与方向、纳米TiO2亲水涂层等因素对栅板外水膜流动的影响，结果表明：栅板内工艺流体采用对角进出比同侧进出时压力场、温度场分布更加均匀；当空气与水逆流时，由于空气的剪切作用，水膜平均厚度增加，湍动加剧；当空气与水并流时，水膜表面波动小，水膜厚度减薄，下降水膜会被空气“掠带”；当空气与水错流时，水膜表面被横向吹来的空气吹散，水膜厚度变薄，小量水膜被空气“吹脱”；特征尺寸大的波纹栅板容易在波纹谷底形成漩涡和造成水膜滞留；水膜的厚度随着流量的增大而增加，同时水膜内部的振荡加剧，但不影响其流动结构；当水量过小时，容易出现断裂现象，造成换热表面出现“干斑”；纳米TiO2亲水涂层可有效降低表面张力，促进水膜的均匀分布，减小了水膜厚度。　　 （2）通过UDF（User Defined Function）加入空气-水相间传质源项，对竖壁空气-水错流的传热传质过程进行数值模拟，考察空气流速、相对湿度、液相流量、换热板的几何尺寸等对气液传热传质的影响，并得到气液界面换热量与壁面热流密度的关系，结果表明：空气相对湿度对竖壁气液传热传质的影响最大，冷却水流量影响最小；增大空气的流速，气液表面更新速率加大，气液两相的接触时间缩短，气液之间的传热传质过程得到了强化；增大流道的长度会导致空气与水之间的平均传热传质推动力下降；气液界面的传热量随着壁面热流密度的增大而增大，在进入系统的壁面热流中，35％以上的热量通过气液界面导致水分蒸发和空气温度的上升，其余的热量被液膜所吸收。　　 （3）对栅板蒸发式冷凝器系统进行传热特性实验研究，探讨进口空气的流速和流向、喷淋水量、填料和纳米TiO2亲水涂层等因素对其传热特性的影响，结果表明：错流传热效果最好，逆流次之，并流最差；蒸汽采用对角进出比同侧进出的换热效果好；加入填料可有效降低循环冷却水的温度，水温降低了1．2～2．3℃；通过纳米TiO2亲水涂层对换热表面进行改性，减小表面张力，增加板表面的亲水性，可以强化栅板的传热过程，热流密度平均增大2．1％；在气液错流实验研究结果的基础上，对水膜和空气对流传热系数αα、水膜传热系数αw和传质系数αm进行了实验数据回归，为栅板蒸发式冷凝器的工程设计和性能优化提供依据。　　 （4）在配置余热及冷凝水回收系统的基础上，建立栅板蒸发式冷凝节能空调综合性能实验装置，通过实验测试空调系统的性能，寻求机组运行的最佳条件，包括蒸发式冷凝器的合理风量、水量、湿球温度以及栅板蒸发式冷凝器与制冷系统其它三大件的合理集成、余热及冷凝水回收的方法及价值。结果表明：湿球温度每增加1℃，栅板蒸发式冷凝器排热性能下降4．8％左右，而排热效率提高0．72％左右；对于分别采用栅板和圆管的蒸发式冷凝空调制冷机组进行实验对比，栅板的效果比传统圆管好，Qo平均增幅约9．3％，PL的平均降幅约5．4％，压缩机功耗平均降幅约7．3％，EER平均增幅约9．9％，COP的平均增幅约8．1％；对空调系统性能的影响最大的是湿球温度，其次是进口空气流速，最后是喷淋水密度；在本实验范围内，制冷机组的最佳性能体现在Γ=0．21 kg·m-1·s-1，uG，in=3．5m·s-1；采用余热和冷凝水回收的空调制冷系统，可以使制冷量增大，系统能效比和COP升高，EER平均增幅约20．7％，COP的平均增幅约17．2％。　　 （5）通过对比分析蒸发式冷凝制冷系统和常规制冷系统的异同，将自主开发的栅板蒸发式冷凝空调制冷机组应用于广州市某公共建筑节能示范项目中，通过具体改造工程来分析蒸发式冷凝制冷系统的节能潜力。研究结果表明：采用蒸发式冷凝空调制冷机组可降低机组的冷凝温度，减少冷却水循环量和冷却水泵扬程，从而降低冷却水泵能耗；通过对空调制冷系统改造工程的节能分析，得出了采用蒸发式冷凝空调制冷机组替代原有的常规制冷机组，其节能率为15．5％。　　 本文的研究结果不仅为栅板蒸发式冷凝器在空调领域及其在其他制冷系统的应用提供了可靠的理论、实验数据和技术支持，而且丰富了蒸发冷却技术研究的理论体系，具有重要的参考价值。